[发明专利]用于高生产量扫描束离子注入机的扫描和校正器磁体设计

说明书

一种离子注入系统和方法提供带状离子束的非均匀通量。形成点离子束并将其提供给扫描仪，并且向扫描仪施加具有时变电势的扫描波形。扫描仪在扫描路径上对离子束进行扫描，从而大体上限定由多个子束组成的扫描离子束。然后，扫描射束通过校正器装置。校正器装置构造成在整个工件上以大体上恒定的入射角朝向工件引导扫描离子束。校正器装置还包括多个磁极，该多个磁极构造成在理想点离子束以基本上恒定的速度完全扫描工件的理想情况下，在工件处提供扫描离子束的非均匀通量分布，其中，非均匀通量分布具有从工件的中心区域向工件的边缘基本上单调增加的通量。

相关申请的引用

本申请要求2018年12月13日提交的题为“SCAN AND CORRECTOR MAGNET DESIGNSFOR HIGH THROUGHPUT SCANNED BEAM ION IMPLANTER(用于高生产量扫描束离子注入机的扫描和校正器磁体设计)”的美国申请第16/218,884号的优先权，其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及离子注入系统，更具体地，涉及用于提供扫描离子束的预定均匀性和角度分布的改进的系统和方法。

背景技术

传统上，离子注入机用于将指定量的掺杂剂或杂质放置于半导体工件或晶片内。在典型的离子注入系统中，掺杂剂材料被离子化，以产生离子束。离子束被引导到半导体晶片的表面，以将离子注入到晶片中，其中离子穿透晶片的表面并在其中形成期望的导电性区域。离子注入，例如，特别用于半导体工件中的晶体管的制造。典型的离子注入机包括：用于产生离子束的离子源；束线组件，其具有用于引导和/或过滤(例如，质量解析)离子束内的离子的质量分析装置；以及目标腔室，其包含待处理的一个或更多个晶片或工件。

基于要在工件内实现的期望特性，各种类型的离子注入机分别允许注入不同剂量和能量的离子。例如，高电流离子注入机通常用于低至中等能量下的高剂量注入，而中等电流至低电流离子注入机通常用于较高能量下的较低剂量应用。

随着器件几何形状不断缩小，浅结接触区域对离子束的能量的要求变得越来越低。此外，对于精确的掺杂剂放置的要求已经导致了对于使束内和基底表面上的束角度变化最小化的更苛刻的要求。例如，在某些应用中，期望能量低至300电子伏特的注入，同时最小化能量污染，维持离子束内以及整个工件上的角度变化的严格控制，并且同时提供高的工件处理生产量。

混合扫描射束能够以高生产量提供非常好的剂量均匀性，由此相对于工件对离子束进行电或磁的扫描，从而使工件在经扫描的离子束中机械地平移。然而，对于低能量注入，通过系统的工件生产量受限于离子束的大小以及用于由离子束对工件进行完全过扫描的大扫描幅度。

发明内容

本公开提供了一种系统和方法，通过该系统和方法，离子注入系统的效率提高到超过常规系统，其中有利地提供了扫描磁体和校正器磁体中的一个或更多个的改进设计。以下给出了本发明的简要发明内容，以便提供对本发明的一些方面的基本理解。该概述不是本发明的广泛概述，并且既不旨在指出本发明的关键或重要元素，也不旨在限定本发明的范围。相反，发明内容的目的是以简化形式呈现本发明的一些概念，作为稍后呈现的具体实施方式的序言。

本公开提供了一种用于提供扫描离子束的非均匀通量分布的系统和方法。根据本公开的一个示例性方面，提供了一种离子注入系统，其中离子束构造成在工件的整个表面上以离子束扫描频率进行扫描，其中限定了扫描离子束(也称为“扫描带”)。例如，形成点离子束并将其提供给扫描仪，并且将具有时变电势的扫描波形施加到扫描仪。由扫描仪在扫描路径上对离子束进行扫描，从而通常限定由多个子束组成的扫描离子束。然后，扫描离子束通过校正器装置。校正器装置构造成在整个工件上以大体上恒定的入射角朝向工件引导扫描离子束。校正器装置还包括多个磁极，该多个磁极构造成在工件处提供扫描离子束的非均匀通量分布。

以下说明和附图详细阐述了本发明的某些示例性方面和实施方式。这些方面和实施方式仅例示了本发明原理的可以采用的各种方式中的一些。

附图说明